關鍵字：工控組態(tài)系統(tǒng) 動態(tài)數據 交換技術

1 引言

在一個自動監(jiān)控(Supervisory Control And Data Acquisition SCADA)系統(tǒng)中，投入運行的監(jiān)控組態(tài)軟件是系統(tǒng)的數據采集和處理中心、遠程監(jiān)控中心和數據轉發(fā)中心。處于運行狀態(tài)的監(jiān)控組態(tài)軟件與各種控制、檢測設備如掛接在現場總線上的工控計算機、PLC、智能儀表、智能設備等共同構成快速響應控制中心。控制方案和算法一般在設備上組態(tài)并執(zhí)行，也可在工控計算機上組態(tài)，然后在下裝到設備中執(zhí)行，根據設備的具體要求而定[1]。組態(tài)軟件在SCADA系統(tǒng)中所處的位置如圖1所示。

監(jiān)控組態(tài)軟件投入運行后，操作人員可以在其支持下完成以下各項任務:

(1) 查看生產現場的實時數據及流程畫面，瀏覽各實時/歷史趨勢畫面;

(2) 自動打印各種實時/歷史生產報表;

(3) 及時得到各種過程報警和系統(tǒng)報警;

(4) 在需要時，人為干預生產過程，修改生產過程參數和狀態(tài);

(5) 與管理部門的計算機聯網，為管理部門提供生產實時數據

圖1 監(jiān)控組態(tài)軟件在SCADA系統(tǒng)中所處的位置

現場總線作為開放的控制網絡能實現現場設備間、現場設備與控制室間的信號通信[2]。開放通信是信息傳輸與共享的基礎之一，而當現場信號傳至監(jiān)控計算機之后，如何實現計算機內部各程序之間的信息溝通與傳遞，即如何讓現場信號與各應用程序連接起來，讓現場信息出現在計算機的各應用平臺上，依然存在一個連接標準與規(guī)范的問題。在多用戶、多任務的計算機系統(tǒng)中實現程序間的數據交換比較方便，操作系統(tǒng)對這種操作是支持的。自從Windows及微機版UNIX、LINUX操作系統(tǒng)的面世后，出現了程序之間交換數據的技術、協(xié)議或標準，實現程序間的數據交換才比較容易。在工業(yè)PC機的自動化系統(tǒng)中被廣泛采用的今天，讓現場總線控制系統(tǒng)和人機界面軟件能夠有效充分地用PC機豐富強大的軟件資源，是一項值得深入研究的課題。文章對有關技術問題結合工程實踐作些討論。

2 動態(tài)數據交換的基本概念

盡管工控組態(tài)軟件的數據交換技術有了長足進步，在當前實際運用的現場總線控制系統(tǒng)組態(tài)軟件中，對于DDE和OPC兩種數據交換技術的具體運用—特別是在微機執(zhí)行多任務條件下如何進一步提高組態(tài)軟件與其他程序之間的數據交換實時性方面，仍然存在某些不足，值得進一步探討和研究。其中，動態(tài)數據實時交換(DDE)技術在控制網絡的集成中得到了實際應用。其原因:

(1) 這種方法實時性較好，可以采用標準的Windows技術;

(2) 作為連接控制網絡與信息網絡的通信處理機在硬件上比較容易實現。

當控制網絡與信息網絡有一共享工作站或通信處理機時，就可以通過動態(tài)數據交換技術實現控制網絡中實時數據與信息網絡中數據庫數據的動態(tài)交換，從而實現控制網絡與信息網絡的集成。

DDE是進程間通信的方法。為了進行會話，DDE應用程序用3個基本的標志符(或字符串)，即三層識別系統(tǒng)來區(qū)別其他DDE應用程序，他們分別是應用程序名(Application)、主題名(Topic)和項目名(Item)。每個DDE會話由應用程序名和主題名唯一定義，在DDE會話建立前由客戶程序和服務器共同決定應用程序名和主題名，而由客戶程序填寫服務器的3個標志名。應用程序名位于層次機構的頂層，用于指出特定的DDE服務器應用程序名。主題名更深刻地定義了服務器應用程序會話的主題內容，服務器應用程序可支持一個或多個主題名[2]。

3 面向過程控制的動態(tài)參數數據交換程序設計

為方便討論問題、現舉例說明。根據某生產自動化改造工程要求,需要對系統(tǒng)進行組態(tài)監(jiān)控操作平臺設計，采用組態(tài)軟件IFIX2.2和Windows應用軟件VB6.0，開發(fā)并實現基于DDE機制的進程間數據交換，滿足工業(yè)控制網SCADA工控計算機內部信息交換需要，為各應用程序通過共享內存交換信息，實現控制網絡與信息網絡的集成，并為進一步進行Windows程序間的數據交換開發(fā)提供有借鑒意義的參考[3]。控制網絡與信息網絡的主要集成技術如圖2所示。

圖2 控制網絡與信息網絡的主要集成技術

3.1 DDE信息交換的網絡集成方法

通過共享存儲器的DDE技術為實現控制網絡與信息網絡的集成提供了技術支持，有很強的實時性。工程設計以工控計算機IPC作為通信處理機，該IPC機同時也是2個網絡的工作站，跨接控制網絡